小型搅拌机焊接生产线设计横梁架焊接
本论文尝试通过对某公司传统小型搅拌机焊接生产线的自动化改造，完成焊接生产线的自动化焊接。通过在焊接生产线上实现焊接生产线的自动化控制的研究，尝试将现代化的控制技术用于传统产业技术的改造，以促进工程技术的进步，已达到工程机械生产领域的的自动化水平的目的。这个项目的成功实施，对企业而言，不仅可以大大降低工人的劳动强度，改善了工人的劳动环境，降低了生产成本，提高企业的科学技术水平，降低公司工资支出，提高企业的经济效益，从而增强产品市场竞争力；不仅于此，这项研究还对全面提高制造行企业的信息化和自动化水平具有重大的意义和现实价值。关键词 焊接工艺，电气设计，控制系统设计，PLC ，EPLAN目 录
1 绪论 1
1. 1 焊接自动化的发展趋势 1
1. 2 焊接自动化基本内容 1
1. 3 焊接生产线的基本组成及其分类特点 2
1. 4 论文主要研究内容和研究思路 3
2 焊接产品零部件分析 3
2. 1 横梁架技术参数 3
2. 2 横梁架的零部件分析 5
3 焊接生产线选型及配置 6
3. 1 焊接生产线的基本形式分类 6
3. 2 物料输送方案 7
3. 3 工位方案设计 9
4 焊接夹具的设计 9
4. 1 焊接工装夹具设计要求 10
4. 2 装焊夹具设计思路及原理 10
5 自动焊接设备设计 11
5. 1 自动焊接设备的分类选择 11
5. 2 自动焊接设备构成设计 12
6 焊接生产线电气设备选型 14
6. 1 主要控制设备选型 14
6. 2 传感器选型配置 16
6. 3 电机选型配置 19
7 焊接生产线控制系统设计 20
7.1 控制系统设计整体要求 20
7. 3 PLC控制系统设计 21
8 焊接生产线电气设计 27
8. 1 EPLAN软件简介 27
8. 2 EPLAN相对于其他电气设计软件的优点 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
6. 2 传感器选型配置 16
6. 3 电机选型配置 19
7 焊接生产线控制系统设计 20
7.1 控制系统设计整体要求 20
7. 3 PLC控制系统设计 21
8 焊接生产线电气设计 27
8. 1 EPLAN软件简介 27
8. 2 EPLAN相对于其他电气设计软件的优点 28
8. 3 EPLAN部件库的建立 28
8. 4 PLC控制电气原理图 29
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
1 绪论
现代工业生产中，焊接作为制造业中传统的、重要的加工工艺方法之一，被广泛应用在航空航天、能源交通、化工、冶金、建筑、金属结构、核电工程、微电子技术以及机械制造等行业，与国家的现代化建设息息相关。国家经济建设的不断发展，带来了制造业高速发展，造成手工焊接已经远远不能满足现代高新技术生产企业的质量、数量需求，企业需要获得更多的经济效益，而电子技术、计算机技术的发展，又给焊接生产的自动化控制带来了契机，现代产品焊接技术正朝着机械化、自动化方向发展。
1. 1 焊接自动化的发展趋势
信息技术、计算机技术、自动控制技术的发汗和应用，正在彻底改变传统焊接的面貌，焊接生产过程的自动化已经成为了一种迫切的趋势，它不仅可以大大提高焊接生产率，更重要的是可以确保焊接质量，改善操作环境。
计算机技术在自动焊接中的应用可以从计算机辅助设计焊接材料配方追溯到焊接材料生产过程的计算机质量监控，从焊接过程中计算机参与测试追溯到焊接过程计算机在线质量控制，从利用计算机进行绘制机械零部件图和电路设计图到利用计算机分析电路、仿真机械以及电路的设计，甚至以计算机为核心计算机智能控制系统的可以直接嵌入到焊接设备中。
纵观国内外焊接自动化技术的现状，可以得出焊接自动化的发展趋势：
（1）高精度、高速度、高质量、高可靠性。
（2）集成化、智能化、柔性化、网络化。
（3）标准化、通用化和必要的人性化。
1. 2 焊接自动化基本内容
焊接结构生产自动化过程的核心技术是焊接自动化，也就是说焊接生产过程中的自动化，这是一个综合性的设计和工艺问题，它代表了整个焊接产品加工技术的发展趋势。其主要任务就是在采用先进的焊接、检验和装配工艺的基础上，建立不需要人直接参与焊接过程的焊接加工方法和工艺方案，以及焊接机械设备和焊接系统的结构和配置。也可以这样说，其核心就是没有人参与的自动焊接过程。
由焊接自动化发展历程可看出，焊接自动化是由点自动化(单机自动焊)、线自动化(焊接生产线)向全面自动化(多焊接机器人加工系统)发展。
焊接自动化应包括以下基本部分：
(1)机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器、自动焊机等构成的加工系统。其中自动焊机又由很焊接电源、送丝机、焊枪等部分组成，是一个独立的系统。
(2) CAD/CAM 系统，包括利用计算机完成焊接产品的结构设计、工艺设计，以及计算机对加工工序、加工过程、加工质量实时控制。
(3) 计算机管理系统，包括单台自动机的管理、自动化生产线的实时管理，实质上是一个有机的信息收集、处理、分析、决策控制系统。
1. 3 焊接生产线的基本组成及其分类特点
焊接生产线 (Production Line of Welding)，是指必须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产线，必然包括专用焊接设备 (激光器、机器人等)、辅助工位设备(工艺装备、辅助器具等) 以及各种传输装置等。
现代焊接生产线是加工、装配、焊接、无损检验等各种作业中心与焊件的上料、卸料、传输等各种机械装置及生产线的电气控制及通信系统等的综合组合体，即机电一体化。
焊接生产线有三种类型：刚性焊接生产线、柔性焊接生产线和介于二者之间的过渡型焊接生产线。
1. 3. 1 刚性焊接生产线
刚性生产线具有以下特点：
(1) 通常把作业划分为多个简单工序。
(2) 按分批投入的方式，顺序完成上述简单工序。
(3) 完成工序时间很短。
(4) 单个工序自动化。
1. 3. 2 柔性焊接生产线
柔性焊接生产线属于柔性制造系统 (Flexible Manufacture System)，称之为焊接 FMS (Welding FMS)。
柔性焊接生产线主要特点有：
(1) 作业部分仅仅需要划分为很少的几个工序。
(2) 在不同批次中，不同的工序可以重叠投入其中。
(3) 可以迅速完成工位加工，每个加工时间短。
(4) 加工工序自动化程度高，甚至可以达到100%。
(5) 产品，包括零件、部件以及总成等的焊接主要交
1 绪论 1
1. 1 焊接自动化的发展趋势 1
1. 2 焊接自动化基本内容 1
1. 3 焊接生产线的基本组成及其分类特点 2
1. 4 论文主要研究内容和研究思路 3
2 焊接产品零部件分析 3
2. 1 横梁架技术参数 3
2. 2 横梁架的零部件分析 5
3 焊接生产线选型及配置 6
3. 1 焊接生产线的基本形式分类 6
3. 2 物料输送方案 7
3. 3 工位方案设计 9
4 焊接夹具的设计 9
4. 1 焊接工装夹具设计要求 10
4. 2 装焊夹具设计思路及原理 10
5 自动焊接设备设计 11
5. 1 自动焊接设备的分类选择 11
5. 2 自动焊接设备构成设计 12
6 焊接生产线电气设备选型 14
6. 1 主要控制设备选型 14
6. 2 传感器选型配置 16
6. 3 电机选型配置 19
7 焊接生产线控制系统设计 20
7.1 控制系统设计整体要求 20
7. 3 PLC控制系统设计 21
8 焊接生产线电气设计 27
8. 1 EPLAN软件简介 27
8. 2 EPLAN相对于其他电气设计软件的优点 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
6. 2 传感器选型配置 16
6. 3 电机选型配置 19
7 焊接生产线控制系统设计 20
7.1 控制系统设计整体要求 20
7. 3 PLC控制系统设计 21
8 焊接生产线电气设计 27
8. 1 EPLAN软件简介 27
8. 2 EPLAN相对于其他电气设计软件的优点 28
8. 3 EPLAN部件库的建立 28
8. 4 PLC控制电气原理图 29
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
1 绪论
现代工业生产中，焊接作为制造业中传统的、重要的加工工艺方法之一，被广泛应用在航空航天、能源交通、化工、冶金、建筑、金属结构、核电工程、微电子技术以及机械制造等行业，与国家的现代化建设息息相关。国家经济建设的不断发展，带来了制造业高速发展，造成手工焊接已经远远不能满足现代高新技术生产企业的质量、数量需求，企业需要获得更多的经济效益，而电子技术、计算机技术的发展，又给焊接生产的自动化控制带来了契机，现代产品焊接技术正朝着机械化、自动化方向发展。
1. 1 焊接自动化的发展趋势
信息技术、计算机技术、自动控制技术的发汗和应用，正在彻底改变传统焊接的面貌，焊接生产过程的自动化已经成为了一种迫切的趋势，它不仅可以大大提高焊接生产率，更重要的是可以确保焊接质量，改善操作环境。
计算机技术在自动焊接中的应用可以从计算机辅助设计焊接材料配方追溯到焊接材料生产过程的计算机质量监控，从焊接过程中计算机参与测试追溯到焊接过程计算机在线质量控制，从利用计算机进行绘制机械零部件图和电路设计图到利用计算机分析电路、仿真机械以及电路的设计，甚至以计算机为核心计算机智能控制系统的可以直接嵌入到焊接设备中。
纵观国内外焊接自动化技术的现状，可以得出焊接自动化的发展趋势：
（1）高精度、高速度、高质量、高可靠性。
（2）集成化、智能化、柔性化、网络化。
（3）标准化、通用化和必要的人性化。
1. 2 焊接自动化基本内容
焊接结构生产自动化过程的核心技术是焊接自动化，也就是说焊接生产过程中的自动化，这是一个综合性的设计和工艺问题，它代表了整个焊接产品加工技术的发展趋势。其主要任务就是在采用先进的焊接、检验和装配工艺的基础上，建立不需要人直接参与焊接过程的焊接加工方法和工艺方案，以及焊接机械设备和焊接系统的结构和配置。也可以这样说，其核心就是没有人参与的自动焊接过程。
由焊接自动化发展历程可看出，焊接自动化是由点自动化(单机自动焊)、线自动化(焊接生产线)向全面自动化(多焊接机器人加工系统)发展。
焊接自动化应包括以下基本部分：
(1)机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器、自动焊机等构成的加工系统。其中自动焊机又由很焊接电源、送丝机、焊枪等部分组成，是一个独立的系统。
(2) CAD/CAM 系统，包括利用计算机完成焊接产品的结构设计、工艺设计，以及计算机对加工工序、加工过程、加工质量实时控制。
(3) 计算机管理系统，包括单台自动机的管理、自动化生产线的实时管理，实质上是一个有机的信息收集、处理、分析、决策控制系统。
1. 3 焊接生产线的基本组成及其分类特点
焊接生产线 (Production Line of Welding)，是指必须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产线，必然包括专用焊接设备 (激光器、机器人等)、辅助工位设备(工艺装备、辅助器具等) 以及各种传输装置等。
现代焊接生产线是加工、装配、焊接、无损检验等各种作业中心与焊件的上料、卸料、传输等各种机械装置及生产线的电气控制及通信系统等的综合组合体，即机电一体化。
焊接生产线有三种类型：刚性焊接生产线、柔性焊接生产线和介于二者之间的过渡型焊接生产线。
1. 3. 1 刚性焊接生产线
刚性生产线具有以下特点：
(1) 通常把作业划分为多个简单工序。
(2) 按分批投入的方式，顺序完成上述简单工序。
(3) 完成工序时间很短。
(4) 单个工序自动化。
1. 3. 2 柔性焊接生产线
柔性焊接生产线属于柔性制造系统 (Flexible Manufacture System)，称之为焊接 FMS (Welding FMS)。
柔性焊接生产线主要特点有：
(1) 作业部分仅仅需要划分为很少的几个工序。
(2) 在不同批次中，不同的工序可以重叠投入其中。
(3) 可以迅速完成工位加工，每个加工时间短。
(4) 加工工序自动化程度高，甚至可以达到100%。
(5) 产品，包括零件、部件以及总成等的焊接主要交
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